Spektroskopie

Das Verfahren, mit dem die Profiastronomen den Aufbau der Sterne, die Dynamik der Galaxien und die Expansion des Weltalls bestimmen, ist bei den Amateuren angekommen: die Spektroskopie. Diese Methode liefert zwar vielleicht nicht ganz so schöne Bilder wie die Astrofotografie und sie ist wohl nur mit einigen Grundkenntnissen nachzuvollziehen, doch so können sich Sternfreunde  heute erfolgreich ...

Das Verfahren, mit dem die Profiastronomen den Aufbau der Sterne, die Dynamik der Galaxien und die Expansion des Weltalls bestimmen, ist bei den Amateuren angekommen: die Spektroskopie. Diese Methode liefert zwar vielleicht nicht ganz so schöne Bilder wie die Astrofotografie und sie ist wohl nur mit einigen Grundkenntnissen nachzuvollziehen, doch so können sich Sternfreunde  heute erfolgreich noch viel tiefer mit den Geheimnissen astronomischer Objekte auseinandersetzen; Spektroskopie ist praktisch „Mainstream“ geworden. Grund genug, auch an der Walter-Hohmann-Sternwarte eine Spektroskopie-Initiative zu starten.
Natürlich ist die Spektroskopie nicht neu an unserer Sternwarte: mit dem Star-Analyse konnten erste Aufnahmen von Spektren heller Sterne erreicht werden und der LHires-Spektrograph, den Thomas Gursch immer wieder auch zu Veranstaltungen wie in der Gruga bereitgestellt hat, zeigt den Besuchern spektakulär die unzähligen Fraunhofer-Linien des Sonnenspektrums.

Es gibt viele Themen, die in der Spektroskopie innerhalb der Amateurastronomie sinnvoll behandelt werden können. Die Klassifikation der Sterne in Spektralklassen selber nachzuvollziehen bietet Einsicht in den Oberflächentemperaturen der Sterne als auch deren chemischen Zusammensetzung.
Die Linienprofile schnell rotierender Sterne  zeigen eine unverwechselbare Struktur, anhand derer man Druck-, Dichte- und Geschwindigkeitsverhältnisse in den äußeren Hüllen dieser Sterne ableiten kann. Die Beobachtung der Rotverschiebung der Spektrallinien von Objekten in kosmologischen Distanzen vermittelt einen Eindruck der Expansion des Universums.

An der WHS sind wir nun mit einem einfachen Ansatz gestartet: dem DADOS Gitterspektrograph - der speziell auch für den Einsatz an Schulen konzipiert worden ist. Dieser Spektrograph wird von der Firma Baader vertrieben und ist zusammen mit seinem Zubehör (fast) ein „Rund-um-Sorglos“ - Paket für den Schnellstart. In einem Gitterspektrograph wie dem DADOS wird eine optisch plane Fläche mit regelmäßigen, parallel zu einander verlaufenden Linien (geritzt, geätzt oder über ähnliche Verfahren) verwendet, die das durch einen Spalt einfallende Licht in Abhängigkeit von der Wellenlänge beugt; mit einem Okular kann man dann das Spektrum direkt betrachten. Alternativ lässt sich eine digitale Kamera verwenden, um mehrere Spektren aufnehmen und speichern zu können. Der Abstand der Linien bestimmt das Auflösungsvermögen: mit 200 Linien / mm können wir bereits Details von ca 40 nm (4A) in den Linien auflösen.


Der DADOS stellt mechanisch selber wenig Ansprüche, da er sehr leicht ist (anders als bspw. der LHires III Spektrograph); dafür sollte die angeschlossene Kamera auch nicht schwer sein, um keine Verbiegungen im optischen Strahlengang zu verursachen.
Fernrohr und Montierung sind ihrerseits essenzielle Grundsteine für die Spektroskopie. Der DADOS ist für ein Öffnungsverhältnis von f/10 gebaut worden (also für 8-10 Zoll-Spiegelteleskop mit ca. 2m Brennweite.); daneben ist eine ruhig und korrekt laufende, stabile Montierung notwendig. Mit dem 30cm Newton, das früher erfolgreich in der  Kleinplanetenastronomie eingesetzt wurde, haben wir einen geeigneten Vertreter ausgewählt. Thomas Payer hat sich darum gekümmert, die Fokusposition des 30cm zu korrigieren, so dass der DADOS Spektrograph mit entsprechenden Zwischenringen angeschlossen werden kann.

(Bild: Baader Planetarium)

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Foto(s): (C) Walter-Hohmann-Sternwarte e.V.
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